книги из ГПНТБ / Марков М.В. Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи учебник

Т а б л и ц а 17

Т и п л и н и и

О

н

У

О У

Коэффициент А, н

2,95

4,90 •

6,90'

8,80

Р = ANI н.

(39)

. Горизонтальная

равнодействующая сила Р, приложенная к

точке С (см. рис. 54),

закрепленной в грунте промежуточной опоры,

бающие

усилия,

достигающие

максимальной

величины

на уровне-

закопки опоры в грунт (точка О). Поэтому сечение опоры'на

уровне

ее закопки в грунт принято называть

о п а с н ы м

с е ч е н и е м .

Создаваемый силой Р в опасном сечении опоры изгибающий мо­

мент М будет равен произведению силы Р на плечо Я с :

М

=

РНС

нм.

(40)

В некоторых справочниках рекомендуется увеличивать расчет­

ную длину плеча

Я с

на 0,1 м

и подставлять в формулу (40) не

Нс,

а' ( Я с +

0,1),

чтобы

учесть

податливость верхнего

слоя

грунта.

Зная величину изгибающего момента в опасном сечении опоры,

можно определить

возникающее

в этом сечении

напряжение

изгиба

в материале

опоры

°изг = 1 Г

Па (паскаль),

'

(41)

где М—

изгибающий

момент

в

опасном

сечении опоры,

нм;

W—момент

сопротивления

изгибу,

характеризующий

способ­

ность опоры сопротивляться

изгибу,

м3.

Иногда в числитель формулы (41) вводят

коэффициент 1,05,

учитывающий

увеличение напряжения в

опоре за счет действия

на

W = 0,1DIM\

(42)

(43)

=

Найдя D3 и зная сбег а или конусность столбов (для сосны а =

0,8- Ю - 2 м на 1 м длины

столба),

можно определить

диаметр

столба промежуточной деревянной опоры в вершине

D B =

Da — аН0

м.

(44)

Полученную расчетом величину DB следует округлить до боль­

шего целого числа см и проверить, есть ли такой диаметр

столбов

в

вершине по стандарту.

После выбора диаметра столба для опоры по формуле (41) можно

окончательно выбранному

диаметру опоры в опасном сечении.

§ 29.

Особенности расчета

ляют, используя следующую

формулу:

* -

У т е -

( 4 5 )

к земле 2,5 м. Максимальная стрела

провеса

проводов — 50 см. Грунт

мягкий.

Воспользовавшись

формулой (28), определим

высоту

надземной части

опоры

Н0 = h0 +

с (л — 1) +

f +

Лг =

0,25+0,6 (3—1) +

0,5 + 2,5 =

4,45 м.

Задавшись

предварительно

глубиной закопки

опоры в мягком

грунте,

равной

.1,65

м, по формуле

(30) определим

общую длину

опоры

Н =

# 0

+ Л =

4,45 + 1,65 = 6,1 м

II

II

Л

it

it

и, округляя в сторону увеличения до стан­

дартной длины столба, примем Н =6,5 м;

,11

1 <

и

i t .

при этом надземная часть опоры станет

11

II

п

11, .

равной

Н0

= Н — А =

6,5 — 1,65 =

4,85 м.

1

-

Определим силу давления

ветра Р на

один провод диаметром 4 мм, имея в виду,

что

для

линии

типа

Я

длина пролета

См -С*

/ =

50 м, толщина стенки льда на проводе

-с

-СГ

Ь — 10 мм и скорость ветра при гололеде

ч = 1 5

м/сек.

Подставим

эти данные в

формулу

(32), помня, что значения d, b,

I следует подставлять

в м:

1

рх

= к 1 Л

К а

К д _

g (d 4.2b) I =

= 1,1-1,2.1,2-0,9-^—9,81 (4 +

'Рис. 55. К примеру

расчета промежу­

+

2-10)Л0-3 -50 = 235 « .

точной

опоры

h2

= Н0 — с — h0

= 4,85 — 0,6 — 0,25 =

4,0 м;

А3 =

Н0 — 2с — h0

= 4,85— 1,2— 0,25 =

3,4 м.

На каждой траверсе подвешено по восемь проводов и, следовательно,

расстоя­

ние Н0 от уровня закопки опоры до точки приложения равнодействующей

силы и*

формулы (37) будет

_

Ai + Zia + AsH

| - й * _ 8/;1 + 8Л2 + 8 Л 3 _

Л С

_

_

8-4,6 +

8-4,0 + 8.3,6

и диаметр- f S

-

ЛШР

-

5 ™ - ' -

* » - - - -

D

столба

в вершине из формулы (44), приняв сбег столба равным

0,8 - Ю - 2 ис

на 1 м,

Da=

D3—aHQ=

0,26—0,8-4,85-10"2 = 0,221

j k = 22,1 cm.'

6

5 '

будет

стойка

типа 1В • 2 g Q ,

несущая

способность которой равна»

23 500 нм, что больше

изгибающего

момента в опасном

сечении,,

равного 22 560 нм.

Глубина h закопки

опоры

при величине

изгибающего

момента-

М — 22 560 нм, диаметре

опоры в опасном

сечении Д3

= Дв +

+ аН0

= 0,23

+ 0,8-4,85-10- а

= 0,269

м и допускаемом

напря­

жении

сжатия

грунта стгр

= 0,245 МПа из формулы (45)

будет

§ 32. Расчет прочности угловых опор

При нормальном режиме работы линии

(проврда не оборваны) угловая

опора

испы­

тывает нагрузку от тяжения проводов в двух

смежных с ней пролетах. Обычно смежные

Рис.

56. Диаграмма сил,

с угловой опорой пролеты имеют одинаковую

действующих на угловую

длину, и, следовательно, тяжения Тг

и Г 2

опору

(рис. 56) равны друг другу. При этом

усло­

вии равнодействующая сила R, направлен­

ная

по

биссектрисе

внутреннего угла а, может быть определена

из

следующей формулы

27 cos-^-..

(46)

Имея в виду, что тяжение Т равно произведению

напряжения

растяжения а в проводе на его сечение S [см. формулу (15)] и выра­

жая значение cos-^-

в формуле (46) через величину

нормального

вылета угла m и длину

пролета /, получим,

что равнодействующая

сила

R±

от тяжения одного-провода будет равна

2т aS

н.

(47),

I

Если

на угловой

опоре подвешено

Mt

проводов

сечением

Sx

с

напряжением аг и N2

проводов сечением

5 2 с напряжением

а 2 ,

то

равнодействующая

сила от тяжения

всех проводов

будет

равна

R =

2т

(48)

^ f - K S i ^ i + cr2 S2 W2 ) к.

реакции,

приложенной в точке В закрепления

оттяжки на опоре и

равной

R.

2 Л0

(49)

где R

равнодействующая сила от тяжения

всех проводов, опре­

деленная из формулы (48), н;

Если известна сила

реакции

Rx,

можно определить растягиваю­

щее усилие в оттяжке

Ra

Ra

=

3 -

н.

(50>

Из треугольника

ABC

Sin ф :

АС

аа

и, следовательно,

(51)

«5

где Л0 — высота оттяжки,

м;

а0—основание

оттяжки,

м.

Основание оттяжки

аа

обычно берут

равным ее высоте; если по-

величине а0 = 0,84.

Сила Ry,

сжимающая опору

Ry

= Rx

ctg Ф =

Rx

= R x

^ н.

(52)

Число п проволок, из которых должна быть свита

оттяжка,

может быть определено из формулы

(53)

где Ra

— растягивающее усилие в оттяжке,

н;

° д о п

— допускаемое напряжение растяжения проволоки, Па; для

стальной

линейной проволоки а о п

обычно берут

равным

275

МПа

(28

кг/мм2);

S

— сечение

проволоки,

м2.

Оттяжки к деревянным опорам укрепляют в земле при

помощи

усилия, растягивающего

оттяжку. Силу тяжести вырываемой

леж­

нем земли можно определить из формулы

G3 =

fsgh lab + (а + b) 0,6h + 0,5h2] н,

{54}

где v3

— плотность

земли,

обычно принимаемая равной 1600

кг/м8;

g

= 9,81 м!сек;

h— глубина закопки лежня, м;

а — длина лежня, м;

b — ширина лежня,

м.

Оттяжки железобетонных опор укрепляют в земле при помощи

якоря (см. рис. 32,

б).

.

.

v

75

° w

=

Па,

(55)

где R — равнодействующая сила,

н;

1г — расстояние BD,

м;

WB = О, Шв — момент

сопротивления

изгибу

сечения

опоры

в

точке В, м3.

Иногда

с целью снижения

напряжения

изгиба

в угловой

опоре,

крепляют не под нижним проводом, а между проводами (рис. 57,

б).

В этом случае силу реакцииследует определять из формулы

где R1 — равнодействующая от тяжения проводов, расположенных

R2

над оттяжкой,

н;

— равнодействующая

от тяжения проводов, расположенных

под

оттяжкой,

н;

1г и / 2

— расстояния

от

точки В закрепления оттяжки соответ­

ственно до

точек

приложения равнодействующих сил

Rx

и R2,

м.

• ^ = ^ ( 1 + ж ) + ^ ( 1

- ж ) + / ? з К -

( 5 ? )

Р а с ч е т у г л о в о й о п о р ы

с п о д п о р о й

(рис. 58)

ления сил Я*,

Ra, Ry по формулам (49),

(51), (52). При этом длину

подпоры берут с таким расчетом, чтобы

основание подпоры а0 (см.

рис.

58) было не менее 0,6 ее высоты h0.

Затем определяют

напряже­

ние сжатия в подпоре под действием силы Ra из формулы

о™ = Fty Па,

(58)

где

Ra

сила, сжимающая подпору, н;

площадь

поперечного

сечения подпоры

на

середине ее

надземной

части,

т. е

на расстоянии -

'n

_

V

л 2 0

+

« о

от

2

точки

В,

мг;

при

диаметр

подпоры

в

вер-

шине обычно берут рав­этом

ным 4/5 диаметра опоры;

•ф — коэффициент

уменьше­

ния

допускаемого на­

пряжения сжатия в под­

поре с учетом ее про­

дольного

изгиба,

опре­

деляемый

из

формулы

(59)

1о

= 1 _

0,028

(59)

Давление

комля подпоры

на

грунт определяют по формуле

СТгр

=

4#а

Па,

(60)

где

DK

— диаметр

подпоры

в ее

комле,

м.

Если о г р

превысит

0,245-10s

Па,

то

это

укажет на

необходи­

мость

укладки

под

подпору

лежня.

Напряжение

изгиба

опоры

в

точке крепления

подпоры опреде­

ляют из формулы (55).

При расчете

угловых опор ли­

ний

связи следует

иметь в виду,

что при вылете угла на линиях

типа О и Н, равном

15 м,

а

на

Рис. 59.

К

расчету А-образной

угло­

линиях типа У и ОУ, равном

10 м+

вой опоры

длину

пролетов

смежных с угло­

вой опорой для уменьшения на­

грузки

на нее берут равной половине

длины

нормального пролета

для данного типа

линии

связи.

П о н я т и е

о р а с ч е т е

А-о б р а з н о й

у г л о в о й

о п о р ы ,

применяемой на

высоковольтно-сигнальных линиях

авто­

(рис.

59) от поверхности земли до точки D приложения этой равно­

действующей силы. Затем

равнодействующую

силу R

переносят

в вершину опоры* заменяя ее силой Q, воспользовавшись для этой

цели

уравнением моментов

Q=R

Но

(61)

Силу Q раскладывают на две силы Nx

и N2,

направленные по оси

ног А-образной опоры; при

этом сила Nx

сжимает ногу опоры ВС, а

сила N 2 растягивает ногу А В.- Величину этих сил можно

определить

из уравнения

Nx = Ni = -

2 sin

(62>

Vi = V%=

Ф

(63)

2 cos

£ с ж =

N1

+ V1.-

(64)

Напряжение сжатия в ноге

ВС

с учетом продольного

изгиба

рис.

45).

Горизонтальная сила Q создает в А-образной опоре опрокидываю­

щий

момент Mot

стремящийся

опрокинуть опору

вокруг точки

О

(см.

рис.

59).

-М0 = Q (Н0 + Ар).

(65)

Опрокидыванию

опоры

противодействует

момент

сопротивле­

ния

Мс,

состоящий

из двух

моментов

Мс

= М1

+ М 2 ,

(66)

где

М1

— момент сопротивления, создаваемый силой G

MX = G3-^-;

(67)

М2

— момент

сопротивления, создаваемый

силой тяжести

слоя

земли, лежащего под. подземными ригелями

М 2 =

0 3 - | - >

(68)

где G3 —

сила тяжести слоя земли, определяемая

из формулы

(54),

в которую вместо h следует подставлять

hp; а,

b и

вх

(см,

рис. 59).

Устойчивость

опоры

в земле

считается достаточной,

если

М с

^

^ 1,5УИ0;

в противном

случае

для увеличения

устойчивости

на

ригели

укладывают

верхние лежни (см. рис. 45).